Interface Dipole and Band Bending in Hybrid p-n Heterojunction MoS2/GaN(0001)
Hugo Henck, Zeineb Ben Aziza, Olivia Zill, Debora Pierucci, Carl H. Naylor, Mathieu G. Silly, Noelle Gogneau, Fabrice Oehler, Stephane Collin, Julien Brault, Fa… 展开作者
Hugo Henck, Zeineb Ben Aziza, Olivia Zill, Debora Pierucci, Carl H. Naylor, Mathieu G. Silly, Noelle Gogneau, Fabrice Oehler, Stephane Collin, Julien Brault, Fausto Sirotti, François Bertran, Patrick Le Fèvre, Stéphane Berciaud, A. T Charlie Johnson, Emmanuel Lhuillier, Julien E. Rault, Abdelkarim Ouerghi
Hybrid heterostructures based on bulk GaN and two-dimensional (2D) materials offer novel paths toward nanoelectronic devices with engineered features. Here, we study the electronic properties of a mixed-dimensional heterostructure composed of intrinsic n-doped MoS2 flakes transferred on p-doped GaN(0001) layers. Based on angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) and high resolution X-ray photoemission spectroscopy (HR-XPS), we investigate the electronic structure modification induced by the interlayer interactions in MoS2/GaN heterostructure. In particular, a shift of the valence band with respect to the Fermi level for MoS2/GaN heterostructure is observed; which is the signature of a charge transfer from the 2D monolayer MoS2 to GaN. ARPES and HR-XPS revealed an interface dipole associated with local charge transfer from the GaN layer to the MoS2 monolayer. Valence and conduction band offsets between MoS2 and GaN are determined to be 0.77 and -0.51 eV, respectively. Based on the measured work functions and band bendings, we establish the formation of an interface dipole between GaN and MoS2 of 0.2 eV.
Band alignment of grafted diamond/GaN p-n heterojunctions interfaced with ALD Al2O3 and SiNx/Al2O3
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；University at Buffalo, The State University of New York（纽约州立大学布法罗分校）；Fraunhofer USA Inc（弗劳恩霍夫美国公司）；Northrop Grumman Corporation（诺斯罗普·格鲁曼公司）
Influences of ALD Al$_2$O$_3$ on the surface band-bending of c-plane, Ga-face GaN and the implication to GaN-collector npn heterojunction bipolar transistors
由于GAN中缺乏有效的p型掺杂以及GAN表面能带弯曲对电子输运的不利影响，开发实用的GAN异质结双极晶体管一直是不可能的。最近展示的通过在Si/GAN和GaAs/GAN的界面处采用掺杂（UO）Al $_2$ O $_3$来将n型GAN与p型半导体（如Si和GaAs）接枝的方法已经显示了通过提供类似外延的界面质量来克服GAN的差的p型掺杂挑战的可行性。然而，GAN的表面能带弯曲可能会受到UO Al 2 O3的影响，这是未知的。利用X射线光电子能谱学（XPS）研究了在GAN表面沉积UO Al_2 O_3后，c面Ga面GAN的能带弯曲。研究表明，UO Al 2 O3可以帮助抑制c面，Ga面GAN的向上带弯曲，随着UO Al 2 O3沉积循环数从0增加到20循环，向上带弯曲能量从0.48 eV下降到0.12 eV的单调减小趋势。研究进一步表明，去除Al_2O_3层后，GaN的能带弯曲可以得到大部分的恢复，并认为UO Al_2O_3引起的GAN表面固定电荷密度的变化是导致表面能带弯曲调制的主要原因。利用Silvaco（R）模拟方法对AlGaAs/GaAs/GAN npn异质结双极晶体管（HBT）表面能带弯曲结果的潜在含义进行了初步研究。
Unique opportunity to harness polarization in GaN to override the conventional power electronics figure-of-merits
由于大的击穿电场，宽带隙半导体如SiC、GAN、Ga 2 O 3和金刚石基功率器件是下一代功率开关应用的焦点。面积比导通电阻和击穿电压之间的单极折衷关系经常被用来比较各种材料之间的性能限制。GAN材料系统由于其在GAN、AlN、InN、AlxInyGaN合金中突出的自发和压电极化效应以及插入适当异质结的灵活性而具有独特的优势，从而显著地拓宽了器件设计空间。
Observation of quasi bound states in open quantum wells of cesiated p-doped GaN surfaces
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, CNRS, Ecole polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（凝聚态物质物理实验室，法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；Service de Physique de l’État condensé (SPEC), Université Paris-Saclay, CEA-CNRS（凝聚态物理服务处（SPEC），巴黎萨克雷大学，法国原子能和替代能源委员会-法国国家科学研究中心）；Laboratoire Charles Fabry, Institut d’Optique Graduate School, CNRS, Université Paris-Saclay（夏尔·法布里实验室，高等光学学院，法国国家科学研究中心，巴黎萨克雷大学）；Université Jean Monnet Saint-Etienne, CNRS, Institut d’Optique Graduate School, Laboratoire Hubert Curien, UMR 5516（圣艾蒂安让·莫奈大学，法国国家科学研究中心，高等光学学院，于贝尔·居里实验室）
Growth and characterization of GaN/Ga2O3 Nanowire Heterostructures for Ultraviolet Optoelectronics
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）；RISE Research Institutes of Sweden（瑞典RISE研究院）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Hexagem AB（Hexagem公司）
Shubnikov-de Haas oscillations of two-dimensional electron gases in AlYN/GaN and AlScN/GaN heterostructures
Cornell University（康奈尔大学）；Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF（弗劳恩霍夫应用固态物理研究所）；Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science（康奈尔纳米科学卡弗里研究所）
Polarization-balanced design of AlN/GaN heterostructures: Application to double-barrier structures
反型区和耗尽区通常形成在掺杂引线（包覆层）与极性异质结构（如AlN/GAN和其他氮化物化合物）的有源区之间的界面处。耗尽区的能带弯曲形成势垒，严重阻碍垂直电子输运。这可能会破坏量子级联激光器和共振隧穿二极管等器件的性能。在这里，我们介绍了极化平衡和极化平衡设计的概念：一个结构是极化平衡时，所施加的偏置匹配的电压降所产生的自发和压电场。设计为在该偏置下工作的器件具有偏振平衡设计。这些概念提供了一个系统的方法来避免耗尽区的形成。作为一个测试案例，我们考虑的AlN/GAN双势垒结构的设计与Al $_{\tilde{x}}$ Ga $_{1-\tilde{x}}$ N引线。为了指导我们的努力，我们得出一个简单的关系所产生的极性效应，平均合金成分的有源区，和合金浓度的引线的固有电压降。极化平衡设计确保了无偏结构的基态的良好填充，而对于有效排空有源结构的偏置结构，其去除了耗尽势垒。
